[发明专利]一种相干测风激光雷达的载噪比处理方法

权利要求书

1.一种相干测风激光雷达的载噪比处理方法，应用于相干测风激光雷达，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：相干测风激光雷达在启动监测之前读入搜索带宽以及宽带总点数，计算出搜索带宽与宽带总点数的差值，用于反推宽带载噪比；

步骤二：相干测风激光雷达在启动监测后，读入功率谱数据；按照预设核心算法计算得到距离门内窄带区域载噪比，即窄带载噪比；所述预设核心算法的具体步骤如下：

根据功率谱数据拷贝基底噪声数组并计算噪声均值；

对功率谱数据进行对位滤除噪声，得到新的功率谱数据，根据新的功率谱数据计算距离门起始位置；

根据距离门起始位置分别计算得到门内噪声数据及门内波峰位置，在确认门内波峰位置后，向两边依次找到第一个趋势不同的点，获取驼峰数据区间；

对门内噪声数据进行平滑及剔除处理后进而计算得到噪声功率值Pn；

通过门内波峰位置计算驼峰数据区间得到驼峰信号数据，在对驼峰信号数据平滑处理之后进而求和计算得到信号功率值Pc；

计算窄带区域内载噪比C/N=10lg(Pc/Pn)；

步骤三：将步骤一中反推得到的宽带载噪比与计算得到的窄带载噪比进行比较，得到宽窄带载噪比差值；

步骤四：根据宽窄带载噪比差值最终计算获得相干测风激光雷达的载噪比ZP；根据载噪比ZP的时空变化趋势，判断相干测风激光雷达的通信状态是否异常；具体分析步骤为：

建立载噪比ZP随时间变化的曲线图；将载噪比ZP与载噪阈值相比较，若ZP小于载噪阈值，则在对应的曲线图中截取对应的曲线段并标注为红色，记为低质曲线段；

在预设时间段内，统计低质曲线段的数量为Q1，将所有的低质曲线段对时间进行积分并求和得到低质参考能量Q2，利用KP=Q1×g1+Q2×g2计算得到当前相干测风激光雷达的信号低质系数KP，其中g1、g2为系数因子；

将信号低质系数KP与低质阈值相比较，若KP大于低质阈值，则判定当前相干测风激光雷达处于信号质量较差条件下，通信状态异常，生成通信异常信号；

步骤五：当接收到通信异常信号，监测主机剔除此时接收到的相干测风激光雷达监测数据，重新发布采集指令至相干测风激光雷达。

2.根据权利要求1所述的一种相干测风激光雷达的载噪比处理方法，其特征在于，其中基底噪声数组在整个功率谱的前M个距离门中选取，其中M为预设值。

3.根据权利要求1所述的一种相干测风激光雷达的载噪比处理方法，其特征在于，其中每一个距离门的信号滤除噪声基底后，均得到一个基底平坦的谱。

4.根据权利要求1所述的一种相干测风激光雷达的载噪比处理方法，其特征在于，其中宽带信噪比和窄带信噪比之间对于同一个搜索带宽有固定的差值。

5.根据权利要求1所述的一种相干测风激光雷达的载噪比处理方法，其特征在于，当接收到通信异常信号，监测主机还用于记录异常信号信息，并根据异常信号信息进行通信偏值分析，若通信偏值TP大于偏值阈值，则判定当前地点环境嘈杂或信号质量极差，生成预警信号，提示管理人员更换监测地点或待噪声减弱后再继续监测；其中异常信号信息包括信号接收时刻和对应的信号低质系数KP。

6.根据权利要求5所述的一种相干测风激光雷达的载噪比处理方法，其特征在于，所述通信偏值TP的具体分析过程如下：

当监测到通信异常信号时，自动倒计时，倒计时时长为Td，Td为预设值；在倒计时阶段继续对通信异常信号进行监测，若再次监测到通信异常信号，则倒计时自动归为原值，重新按照Td进行倒计时；否则倒计时归零，停止计时；

统计倒计时阶段通信异常信号的出现次数为C1，当监测到通信异常信号时，将对应的信号低质系数KP与低质阈值进行差值计算，并将所有的差值进行求和得到差质总值CT；统计倒计时阶段的持续时长为Tc；

利用公式TP=(C1×b1+CT×b2)/(Tc×b3)计算得到通信偏值TP，其中b1、b2、b3为系数因子。